目前全球能源危機(jī)已日益加重，2004年我國(guó)頒布了《中國(guó)人民共和國(guó)節(jié)約能源法》，節(jié)約能源已作為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，因此幾乎所有的工業(yè)系統(tǒng)都開(kāi)始提倡“綠色”產(chǎn)品。
     據(jù)中國(guó)電梯協(xié)會(huì)提供的信息顯示，全國(guó)在用電梯總保有量已超過(guò)90萬(wàn)臺(tái)，成為世界上電梯總保有量最多的國(guó)家。而且，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程進(jìn)入快速發(fā)展期，每年都將有超過(guò)15萬(wàn)臺(tái)新增電梯（新增電梯數(shù)量世界第一）投入使用。因此，電梯的節(jié)能問(wèn)題已成為當(dāng)前電梯制造企業(yè)和社會(huì)各方面需要共同面對(duì)和關(guān)注的重要課題。

電梯能量回饋的工作原理
       在絕大多數(shù)的變頻控制電梯中，通常采用的都是單PWM控制系統(tǒng)，即由二極管等不可控整流器件對(duì)交流電源進(jìn)行整流，經(jīng)過(guò)中間電容的濾波穩(wěn)壓，最后通過(guò)PWM控制逆變器輸出電壓頻率可變的交流電供給電梯曳引機(jī)，從而控制電梯。這樣的系統(tǒng)一般存在功率因數(shù)低、電網(wǎng)側(cè)諧波污染嚴(yán)重，無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量的再生利用。圖1是采用傳統(tǒng)的單PWM控制系統(tǒng)與能量回饋單元結(jié)合的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)四象限運(yùn)行，是高質(zhì)量能量回饋技術(shù)的最新技術(shù)之一。
      對(duì)于電梯控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)電梯轎廂重量小于電梯配重重量時(shí)，電梯上行勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能向變頻器回饋能量，即發(fā)電運(yùn)行；電梯下行時(shí)需要電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)負(fù)載作功，電動(dòng)機(jī)從電網(wǎng)中消耗電能，即電動(dòng)運(yùn)行；反之當(dāng)電梯轎廂重量大于電梯配重重量時(shí)，則上行為電動(dòng)運(yùn)行，下行為發(fā)電運(yùn)行。發(fā)電運(yùn)行中，未加能量回饋單元的變頻器將電梯反饋的能量消耗在制動(dòng)電阻上，而如圖1所示在加入能量反饋單元后，采用一定的控制方法，將存儲(chǔ)在電容中的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率、同相位、同幅值的交流電能回送給電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能量自動(dòng)回饋，供電梯周邊設(shè)備用電，既能達(dá)到節(jié)電的目的，又能改善電梯控制系統(tǒng)的工作環(huán)境。
能量回饋單元選用技術(shù)方案
      選擇合適的能量回饋單元，就必須考慮現(xiàn)場(chǎng)的工況條件以及能量回饋單元的技術(shù)指標(biāo)。每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的工況幾乎都是不相同的，但是可以通過(guò)變頻器的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行選擇。在電梯運(yùn)行過(guò)程中，處于電動(dòng)狀態(tài)或者發(fā)電狀態(tài)時(shí)的功率曲線都是動(dòng)態(tài)變化的曲線。

圖2中電梯上下運(yùn)行中，消耗的功率曲線圖，其中功率為正，表明電梯使用電網(wǎng)能量，完成電梯運(yùn)行；而功率為負(fù)，表明電梯將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，通過(guò)能量回饋單元將能量反饋到電網(wǎng)上。另外，圖中功率消耗都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰值的情況，而功率的幅值就決定了電流的大小，而且實(shí)際控制的是回饋電流，使之與電網(wǎng)同相位，再回饋給電網(wǎng)。所以選擇能量回饋單元應(yīng)該關(guān)注電梯運(yùn)行中回饋峰值電流而不是平均電流。因此，在明確電機(jī)實(shí)際發(fā)電功率峰值后，回饋單元功率必須大于或等于這個(gè)功率；在不能估算電動(dòng)機(jī)發(fā)電功率的情況下，考慮到電機(jī)發(fā)電功率小于變頻器功率（電動(dòng)機(jī)效率的原因），所以通?？梢赃x擇回饋單元功率比變頻器功率小一檔即可。

MDFB能量回饋單元在電梯應(yīng)用中的節(jié)能數(shù)據(jù)
      為了充分反映電梯在制動(dòng)單元工作狀態(tài)和使用能量回饋單元時(shí)的能耗情況，我們分別對(duì)于曳引機(jī)為同步電機(jī)和異步電機(jī)在不同載重的工況下進(jìn)行了能耗上的測(cè)量。雖然不同廠家的電梯各項(xiàng)參數(shù)可能有所不同，安裝好后的電梯的運(yùn)行工況（如平衡系數(shù)、運(yùn)行時(shí)間與待機(jī)時(shí)間、負(fù)載率等）也不盡相同，但此處的測(cè)試數(shù)據(jù)可以反映電梯使用MDFB能量回饋后的情況，如表1所示。
     試驗(yàn)中在使用制動(dòng)單元和使用MDFB能量回饋單元兩種情況下，分別對(duì)同步電機(jī)系統(tǒng)和異步電機(jī)系統(tǒng)在0%、10%、20%、40%、50%、60%、80%、100%、110%的負(fù)載情況下進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)方法是，電梯從最底層運(yùn)行到最高層，然后正常開(kāi)關(guān)門，再?gòu)捻敇沁\(yùn)行到底層，累計(jì)50次的運(yùn)行，采用專門的功率測(cè)試儀器對(duì)電機(jī)的功率進(jìn)行測(cè)量。
圖3是永磁同步電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果，圖4是異步機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果，圖表中反映出使用能量回饋單元與使用制動(dòng)單元的能耗情況，以及不同負(fù)載情況下的節(jié)電率。不論是同步電機(jī)還是異步電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使用MDFB能量回饋單元都能在一定程度上節(jié)省電量。從曲線的變化上可以分析出，當(dāng)電梯處于滿載和空載運(yùn)行時(shí)，節(jié)電效果比較明顯，最高節(jié)電率可以達(dá)到55%。從圖3和圖4中也可以計(jì)算出如果永磁同步電機(jī)系統(tǒng)與異步電機(jī)系統(tǒng)處于同樣的工況下，其節(jié)電率高于異步電機(jī)。
      根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果可知，在空載和滿載的時(shí)候，節(jié)電效果都很明顯。因此不管是同步電機(jī)還是異步電機(jī)的系統(tǒng)，在空載條件和滿載條件下，MDFB能量回饋單元的意義就顯得尤為突出。在人流比較大的情況下或者在住宅電梯、別墅電梯等乘客少的梯種，推薦使用MDFB能量回饋單元，將取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
     綠色節(jié)能之路是電梯的未來(lái)發(fā)展之路，使用雙PWM功率模塊的四象限電梯驅(qū)動(dòng)器技術(shù)也已經(jīng)成熟，相信未來(lái)也將有許多廠家設(shè)計(jì)四象限電梯驅(qū)動(dòng)器。
       回收電梯再生能源，同時(shí)也降低了電梯運(yùn)行中的發(fā)熱量，將大大降低電梯控制系統(tǒng)的故障率，延長(zhǎng)使用壽命。目前能源已日益緊張，我國(guó)又是能源消耗大國(guó)，提倡節(jié)能、綠色環(huán)保勢(shì)在必行。因此，使用能量回饋裝置收集電梯再生能源符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，將得到廣泛應(yīng)用。